基于Fluent的混砂罐排出性能影响分析

作者：李心成; 张树立; 杨海龙; 于晓; 白文彬

来源：石油机械, 2023, 51(03): 132-152.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.03.018

• 压裂设备
• 混砂罐
• 搅拌
• 气液两相
• 排液性能
• 挡板
• 数值模拟

混砂罐的排液稳定性对压裂作业意义重大，目前对于复杂结构混砂罐排液性能的研究相对较少，且现有理论计算方法无法评估一些复杂结构对排液性能的影响。基于此，通过数值模拟手段进行混砂罐的运行参数(转速)和结构参数(搅拌器距底面高度、挡板的开孔面积)等对排液性能影响的研究。研究结果表明：在排出管汇监测面含气体积分数为2%的阈值限定下，罐内最低液面高度为1.1 m,相较理论计算0.998 m液面高度增大10%左右；对比挡板以及开孔面积对排液含气体积分数的影响可见，挡板开孔会增加排液的含气体积分数，挡板开孔面积增大30.3%,监测面含气体积分数相比未开孔时增大32.3%;确定了在不同液位下利用仿真手段获得安全排液转速与排液含气体积分数关系的方法，使得在设计阶段获得液位、转速之间的初步MAP(映射)关系，提升产品开发效率。研究结果可为复杂混砂罐稳定排液的结构设计以及安全运行工况的确定提供参考。